Varför finns det mer kol än guld i universum, och var kommer dessa ämnen ifrån? Den frågan besvaras förhoppningsvis i slutet av detta avsnitt om de byggstenar som hela universum består av. När vi förstår dessa grundläggande enheter kan vi utnyttja deras egenskaper för att utveckla vår teknik och anpassa den till våra ständigt föränderliga behov. Allt, från det minsta datorchippet i din iPad och dig själv till de största galaxerna i universum, är uppbyggt av det som vi i dag kallar atomer. Studiet av atomer och deras beteende har lett till en rad mycket intressanta och användbara upptäckter, utan vilka det inte skulle finnas någon iPad alls. Upptäck det här avsnittet och lär dig om de grundläggande beståndsdelarna i trädet som du ser från ditt fönster – och i dig själv!

Om du blev ombedd att föreställa dig ett äpple, hur det beter sig, hur det ser ut och hur stort det är jämfört med andra föremål, skulle du knappast ha några problem. Det beror främst på att ett äpple – även om vi inte riktigt tänker på det – har samma storleksordning som den värld vi dagligen har att göra med. Det är till exempel också lätt att föreställa sig en dator eller en annan människa. Det är mycket svårare att föreställa sig ett enda sandkorn eller bergens enorma storlek jämfört med oss själva. Det är därför vår fantasi har så svårt att fatta till exempel universums storlek eller en atoms storlek.

Den genomsnittliga atomradien är av storleksordningen 10^-10 m, en miljon miljarder gånger mindre än den skala som vi normalt ser och agerar i. Vår galax, Vintergatan, har däremot en storlek på omkring 10²⁰ m, mer än en miljard miljarder gånger större än vi. Dessa enorma skillnader gör det svårt att förstå hur dessa objekt fungerar. Det betyder också att det är svårt att observera dem för att lära sig mer, och att det kräver avancerade instrument. Atomer kan observeras med ett sveptunnelmikroskop och kan till och med flyttas så att de bildar mönster. Att använda en sådan maskin är dock ungefär som att försöka bygga ett legohus med boxhandskar på. Skillnaden mellan vår skala och atomernas skala gör det till en verklig utmaning att studera och manipulera dem. I de stora skalorna gör de enorma avstånden på miljarder ljusår till andra galaxer det mycket svårt att observera dem och tolka det vi ser.
För att göra det lite lättare att arbeta med så stora och så små tal har vi en namnkonvention för de olika storleksordningarna, som visas nedan. Våglängder anges till exempel oftast i nanometer och avstånd till astronomiska objekt i megaparsek.

Namn	Talet	Prefix	Symbol
biljon	1 000 000 000 000	tera	T
miljard	1 000 000 000	giga	G
miljon	1 000 000	mega	M
tusen	1 000	kilo	k
hundra	100	hekto	h
tio	10	deka	da
enhet	1
tiondel	0,1	deci	d
hundradel	0,01	centi	c
tusendel	0,001	milli	m
miljondel	0,000 001	mikro	µ
miljarddel	0,000 000 001	nano	n
biljondel	0,000 000 000 001	piko	p

Man kan tro att det på så olika skalor inte kan finnas något samband mellan atomer och galaxer. Forskarna har dock på senare tid insett att man inte fullt ut kan förstå processerna i en galax utan att förstå vad den består av på den mest grundläggande nivån – atomerna och det som är ännu mindre. Särskilt kärnfysiken spänner över den stora klyftan mellan skalorna, vilket du kommer att se i ett senare kapitel om stjärnorna och den oerhört viktiga processen som kallas stjärnornas nukleosyntes.
Vi ska nu titta närmare på den materia som allt vi ser är uppbyggt av >